Nanoestructuras de carbono en redes metal-orgánicas para la reducción fotocatalítica de CO2 a combustibles

Abstract

El aumento exponencial de la población mundial ha causado entre otros estragos en la naturaleza un aumento desmedido en la cantidad de gases contaminantes, entre ellos el CO2, uno de los principales gases de efecto invernadero. Es por ello que actualmente ha crecido la investigación y desarrollo de métodos que permitan disminuir o eliminar la concentración de dicho gas en la atmósfera. Por lo que, en el presente trabajo se planteó la conversión del CO2 a combustibles mediante el uso de un fotocatalizador, como los materiales compósitos basados en nanotubos de carbono incorporados a tres clases diferentes de materiales híbridos metal-orgánicos como son los MOFs Fe-BTC, MIL-101(Fe) y MIL-125 (Ti). De igual manera se estudiaron dos tipos diferentes de síntesis de los materiales compósitos, como son el método solvotermal/hidrotermal y el mecanoquímico con la finalidad de encontrar el método de síntesis óptimo y que además sea amigable con el medio ambiente. Los materiales fueron caracterizados para conocer sus propiedades tanto estructurales como fisicoquímicas, y de esta manera determinar el método de síntesis con mejores resultados en la evaluación fotocatalítica, la cual se llevó a cabo por medio de la reducción fotocatalítica del CO2, también conocida como fotosíntesis artificial. Es por lo mencionado anteriormente, que en este trabajo se abarcan las bases generales de cada uno de los materiales puros además de sus respectivos materiales compósitos con nanotubos de pared simple y múltiple; así como, la descripción del proceso ocurrido durante la reducción de CO2 y los productos obtenidos, siendo los principales metanol y etanol, analizando por medio de las caracterizaciones y la evaluación fotocatalítica cuál resultó ser el mejor material, obteniendo así que la serie de materiales del MOF Fe-BTC tiene las mejores características y resultados en esta investigación.